AT519575B1 - Track measuring vehicle and method for detecting a vertical track position - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Gleismessfahrzeug (1) zur Erfassung der Nachgiebigkeit eines Gleises (5), mit einem Maschinenrahmen (2), der auf zwei Schienenfahrwerken (3) abgestützt auf dem Gleis (5) verfahrbar ist, mit einem ersten Messsystem (7) zur Erfassung eines Vertikalabstandes des Gleises (5) unter Last und mit einem zweiten Messsystem (13) zur Erfassung eines Vertikalabstandes des Gleises (5) bei fehlender Last. Dabei ist das erste Messsystem mit einer Auswerteeinrichtung (11) zur Errechnung des Verlaufs einer ersten vertikalen Pfeilhöhe (12) gekoppelt, wobei das zweite Messsystem (13) zur Bestimmung eines Verlaufs einer zweiten vertikalen Pfeilhöhe (14) vorgesehen ist, mit einer gemeinsamen Bezugsbasis, mit zwei äußeren Messstellen (15, 16) unter Last und mit einer dazwischen liegenden mittleren Messstelle (17) ohne bzw. mit reduzierter Last, und wobei die Auswerteeinrichtung (11) zur Errechnung einer Einsenkung (19) des Gleises (5) unter Last aus den beiden Pfeilhöhen (12, 14) eingerichtet ist. Ein solches Gleismessfahrzeug (1) erfasst die Einsenkung des Gleises (5) unter Last in einer einzigen Messfahrt.The invention relates to a track measuring vehicle (1) for detecting the compliance of a track (5), having a machine frame (2) which can be moved on the track (5) supported on two rail carriages (3), with a first measuring system (7) Detecting a vertical distance of the track (5) under load and with a second measuring system (13) for detecting a vertical distance of the track (5) in the absence of load. In this case, the first measuring system is coupled to an evaluation device (11) for calculating the profile of a first vertical arrow height (12), wherein the second measuring system (13) is provided for determining a profile of a second vertical arrow height (14), with a common reference base, with two outer measuring points (15, 16) under load and with an intermediate middle measuring point (17) therebetween without or with a reduced load, and wherein the evaluation device (11) for calculating a depression (19) of the track (5) under load the two arrow heights (12, 14) is set up. Such a track measuring vehicle (1) detects the sinking of the track (5) under load in a single test drive.
Description
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG [0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gleismessfahrzeug sowie ein Verfahren anzugeben, mit dem auf eine einfache Weise die Nachgiebigkeit des Gleises bestimmbar ist.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a generic track measuring vehicle and a method with which the flexibility of the track can be determined in a simple manner.
[0007] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.According to the invention this object is achieved by the features of claims 1 and 8. Advantageous further developments of the invention result from the dependent claims.
[0008] Das erste Messsystem erfasst einen Verlauf einer ersten vertikalen Pfeilhöhe unter Last mittels des bekannten Inertial-Messprinzips oder durch Messung einer vertikalen Achsbeschleunigung, wobei zunächst ein formtreues Messsignal ermittelt wird. In weiterer Folge wird /9The first measuring system detects a course of a first vertical arrow height under load by means of the known inertial measuring principle or by measuring a vertical axis acceleration, with a dimensionally accurate measurement signal first being determined. Subsequently, / 9
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Patentamt bezüglich einer virtuellen Bogensehe mittels einer Auswerteeinrichtung ein Dreipunktsignal errechnet, welches dem Verlauf der vertikalen Pfeilhöhe beim Wandersehen- Messprinzip entspricht (Dreipunktmessung).Patent office with respect to a virtual bow eye using an evaluation device calculates a three-point signal which corresponds to the course of the vertical arrow height in the hiking vision measuring principle (three-point measurement).
[0009] Das zweites Messsystem ist zur Bestimmung eines Verlaufs einer zweiten vertikalen Pfeilhöhe vorgesehen, mit einer gemeinsamen Bezugsbasis, mit zwei äußeren Messstellen unter Last und mit einer dazwischen liegenden mittleren Messstelle ohne bzw. mit reduzierter Last, wobei die Auswerteeinrichtung zur Errechnung einer Einsenkung des Gleises unter Last aus den beiden Pfeilhöhen eingerichtet ist. Es wird der unbelastete Bereich des Gleises zwischen den beiden Schienenfahrwerken in die Messung der zweiten Pfeilhöhe miteinbezogen. Damit lässt sich gemeinsam mit der ersten Pfeilhöhe auf einfache Weise die Einsenkung unter Last bestimmen.The second measuring system is provided for determining a course of a second vertical arrow height, with a common reference base, with two outer measuring points under load and with an intermediate middle measuring point without or with a reduced load, the evaluation device for calculating a depression of the Track under load from the two arrow heights is set up. The unloaded area of the track between the two rail bogies is included in the measurement of the second arrow height. Together with the first arrow height, this makes it easy to determine the depression under load.
[0010] Ein solches Gleismessfahrzeug erfasst die Nachgiebigkeit des Gleises unter Last in einer einzigen Messfahrt, wobei lediglich die Verläufe der beiden vertikalen Pfeilhöhen ermittelt werden müssen. Einrichtungen zur Bewegungskompensation oder Abgleicheinrichtungen, um die beiden Messsysteme aufeinander abzugleichen, sind nicht erforderlich. Somit erfolgt eine einfache und effiziente Bestimmung der Einsenkung des Gleises mit wenigen Systemkomponenten.Such a track measuring vehicle detects the flexibility of the track under load in a single test run, only the courses of the two vertical arrow heights having to be determined. Devices for motion compensation or alignment devices to align the two measuring systems with one another are not required. This enables simple and efficient determination of the sinking of the track with just a few system components.
[0011] Erfindungsgemäß ist das erste Messsystem als Inertial-Messsystem ausgebildet und umfasst einen Messrahmen, welcher an einem der Schienenfahrwerke angebracht ist. Auf diese Weise wird ein auf modernen Gleismessfahrzeugen bereits vorhandenes Messsystem genutzt, um den Verlauf der ersten vertikalen Pfeilhöhe des Gleises unter Last zu bestimmen.According to the invention, the first measuring system is designed as an inertial measuring system and comprises a measuring frame which is attached to one of the rail bogies. In this way, a measuring system already present on modern track measuring vehicles is used to determine the course of the first vertical arrow height of the track under load.
[0012] Dabei ist es vorteilhaft, wenn an dem Messrahmen eine Inertial-Messeinheit und zumindest zwei Lagemesseinrichtungen zur Bestimmung der Lage des Messrahmens gegenüber den Schienen des Gleises angeordnet sind. Damit erhält man einen genauen Verlauf beider Schienen des Gleises. Um einen solchen Verlauf unabhängig von einer Fahrgeschwindigkeit des Gleismessfahrzeugs erfassen zu können, sind pro Schiene zwei voneinander beabstandete Lagemesseinrichtungen vorgesehen.It is advantageous if an inertial measuring unit and at least two position measuring devices for determining the position of the measuring frame relative to the rails of the track are arranged on the measuring frame. This gives you an exact course of both rails of the track. In order to be able to detect such a course independently of a driving speed of the track measuring vehicle, two spaced-apart position measuring devices are provided per rail.
[0013] Bei einer weiterführenden Variante der Erfindung umfasst das zweite Messsystem zwei äußere Messwägen zur Erfassung der Gleislage an den äußeren Messpunkten und einen mittleren Messwagen zur Erfassung der Gleislage am dazwischen liegenden Messpunkt. Damit ist ein robuster Aufbau gegeben, der eine direkte Erfassung der zweiten vertikalen Pfeilhöhe erlaubt.In a further variant of the invention, the second measuring system comprises two outer measuring carriages for detecting the track position at the outer measuring points and a middle measuring carriage for detecting the track position at the intermediate measuring point. This provides a robust structure that allows direct detection of the second vertical arrow height.
[0014] Vorteilhafterweise ist dabei als Bezugsbasis zwischen den beiden äußeren Messwägen zumindest eine Messsehne gespannt. Beispielsweise lässt sich auf einfache Weise der Abstand einer mittig gespannten Stahlsehne zu einer Messeinrichtung des mittleren Messwagens als zweite vertikale Pfeilhöhe messen. Mit einer Messsehne über jeder Schiene ist für jede Schiene eine vertikale Pfeilhöhe bestimmbar.Advantageously, at least one measuring chord is tensioned as a reference base between the two outer measuring carriages. For example, the distance from a centrally tensioned steel chord to a measuring device of the middle measuring car can be measured in a simple manner as a second vertical arrow height. With a measuring chord over each rail, a vertical arrow height can be determined for each rail.
[0015] Bei nur einer mittig gespannten Messsehne ist es günstig, wenn jeder Messwagen mit einer Überhöhungsmesseinrichtung ausgestattet ist, um für jede Schiene eine eigene zweite vertikale Pfeilhöhe bestimmen zu können. Das ist auch günstig, wenn als Bezugsbasis der Maschinenrahmen herangezogen wird. Dabei erfolgt eine laufende Abstandsmessung der Messwägen gegenüber dem Maschinenrahmen.In the case of only one measuring chord stretched in the middle, it is advantageous if each measuring carriage is equipped with an elevation measuring device in order to be able to determine its own second vertical arrow height for each rail. This is also beneficial if the machine frame is used as a reference. The distance between the measuring trolleys and the machine frame is measured continuously.
[0016] Eine andere weiterführende Variante der Erfindung sieht vor, dass das zweite Messsystem berührungslose Distanzmesseinrichtungen umfasst, welche am Maschinenrahmen über den drei Messstellen angeordnet sind und einen jeweiligen Abstand zu einer Schiene des Gleises messen. Hier entfallen die Messwägen und der Maschinenrahmen dient als gemeinsame Bezugsbasis. Dazu ist ein besonders steifer Maschinenrahmen zur Vermeidung von störenden Schwingungseinflüssen vorgesehen.Another further variant of the invention provides that the second measuring system comprises non-contact distance measuring devices which are arranged on the machine frame above the three measuring points and measure a respective distance from a rail of the track. Here, the measuring carts are omitted and the machine frame serves as a common reference basis. For this purpose, a particularly rigid machine frame is provided to avoid disturbing vibrations.
[0017] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Vermessen eines Gleis mittels des Gleismessfahrzeugs sieht vor, dass zur Bestimmung der beiden vertikalen Pfeilhöhen lediglich eine Mess2/9The inventive method for measuring a track by means of the track measuring vehicle provides that only one measurement 2/9 is used to determine the two vertical arrow heights
AT519 575 B1 2018-08-15 österreichischesAT519 575 B1 2018-08-15 Austrian
Patentamt fahrt durchgeführt wird, dass die erste vertikale Pfeilhöhe und die zweite vertikale Pfeilhöhe mit einer übereinstimmenden Sehnenlänge und Sehnenteilung bestimmt werden und dass die beiden vertikalen Pfeilhöhen zur Errechnung der Einsenkung des Gleises unter Last subtrahiert werden. Auf diese Weise ist die Bestimmung der Einsenkung unter Last mit wenig Rechenaufwand durchführbar.Patentamt fahrt is carried out that the first vertical arrow height and the second vertical arrow height are determined with a matching chord length and chord division and that the two vertical arrow heights are subtracted to calculate the depression of the track under load. In this way, the determination of the sinking under load can be carried out with little computing effort.
[0018] Bei einer einfachen Ausprägung des Verfahrens werden die erste vertikale Pfeilhöhe und die zweite vertikale Pfeilhöhe jeweils in Gleismitte bestimmt, wobei ein mittlerer Einsenkungsverlauf des Gleises errechnet wird. Eine solche Einsenkungsermittlung ist in vielen Anwendungsfällen ausreichend.In a simple form of the method, the first vertical arrow height and the second vertical arrow height are each determined in the middle of the track, an average course of depression of the track being calculated. Such a sinking determination is sufficient in many applications.
[0019] Für eine genauere Analyse der Gleisbeschaffenheit ist es günstig, wenn die erste vertikale Pfeilhöhe und die zweite vertikale Pfeilhöhe für beide Schienen des Gleises separat bestimmt werden und wenn damit für jede Schiene ein eigener Einsenkungsverlauf errechnet wird.For a more precise analysis of the track quality, it is advantageous if the first vertical arrow height and the second vertical arrow height are determined separately for both rails of the track and if a separate sinking curve is thus calculated for each rail.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN [0020] Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is explained below by way of example with reference to the accompanying figures. In a schematic representation:
[0021] Fig. 1 [0022] Fig. 2 [0023] Fig. 3 [0024] Fig. 4 [0025] Fig. 5Fig. 1 [0022] Fig. 2 [0023] Fig. 3 [0024] Fig. 4 [0025] Fig. 5
Gleismessfahrzeug in einer SchrägansichtTrack measuring vehicle in an oblique view
Diagramme der vertikalen GleislageVertical track diagrams
Bestimmung der zweiten Pfeilhöhe mittels Messwägen an einer ersten GleispositionDetermination of the second arrow height by means of measuring carriages at a first track position
Bestimmung der zweiten Pfeilhöhe mittels Messwägen an einer zweiten GleispositionDetermination of the second arrow height by means of measuring carriages at a second track position
Bestimmung der zweiten Pfeilhöhe mittels DistanzmesseinrichtungenDetermination of the second arrow height using distance measuring devices
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN [0026] Fig. 1 zeigt ein Gleismessfahrzeug 1 mit einem Maschinenrahmen 2, der auf zwei Schienenfahrwerken 3 abgestützt auf zwei Schienen 4 eines Gleises 5 verfahrbar ist. Die Schienenfahrwerke 3 sind dabei als Drehgestelle ausgeführt. Am Maschinenrahmen 2 ist ein Wagenkasten 6 aufgebaut, mit Fahrer- bzw. Bedienerkabinen, Antriebskomponenten und diversen Steuerungs- und Messeinrichtungen.DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS FIG. 1 shows a track measuring vehicle 1 with a machine frame 2, which can be moved on two rails 4 of a track 5 supported on two rail carriages 3. The rail bogies 3 are designed as bogies. A car body 6 is built on the machine frame 2, with driver's or operator's cabins, drive components and various control and measuring devices.
[0027] Ein erstes Messsystem 7 ist an einem der Schienenfahrwerke 3 angeordnet. In Fig. 1 handelt es sich dabei um ein sogenanntes Inertial-Messsystem. Stattdessen kann auch ein anderes Messsystem zur Anwendung kommen, welches den vertikalen Verlauf des Gleises 5 unter Last erfasst (z.B. Messung der Achslagerbeschleunigung).A first measuring system 7 is arranged on one of the rail carriages 3. 1, this is a so-called inertial measuring system. Instead, another measuring system can be used, which detects the vertical course of the track 5 under load (e.g. measurement of the axle bearing acceleration).
[0028] Das erste Messsystem 7 umfasst einen Messrahmen 8, der mit den Achslagern des Schienenfahrwerks 3 verbunden ist und der vertikalen Gleislage exakt folgt. Mit dem Messrahmen 8 ist eine Inertial-Messeinheit 9 verbunden. Diese misst jede Bewegung in Bezug auf ein ruhendes Bezugssystem und liefert eine Raumkurve in Gleismitte und/oder zwei Raumkurven der Schieneninnenkanten.The first measuring system 7 comprises a measuring frame 8 which is connected to the axle bearings of the rail running gear 3 and exactly follows the vertical track position. An inertial measuring unit 9 is connected to the measuring frame 8. This measures every movement in relation to a stationary reference system and provides a space curve in the middle of the track and / or two space curves of the inner edges of the rails.
[0029] Zur rechnerischen Kompensation von lateralen Relativbewegungen des Schienenfahrwerks 3 gegenüber dem Gleis 5 sind an vier Punkten des Messrahmens 8 Lagemesseinrichtungen 10 angeordnet (Optical Gauge Measuring System). Diese erfassen laufend die Abstände zu den Innenkanten der Schienen 4, wobei bei einer Mindestmessgeschwindigkeit auch zwei Lagemesseinrichtungen 10 ausreichen. Damit ist die Gleislage in Querrichtung exakt erfassbar.For computational compensation of lateral relative movements of the rail trolley 3 relative to the track 5 8 position measuring devices 10 are arranged at four points of the measuring frame (Optical Gauge Measuring System). These continuously measure the distances to the inner edges of the rails 4, two position measuring devices 10 also being sufficient at a minimum measuring speed. The track position in the transverse direction can thus be grasped exactly.
[0030] Mittels des ersten Messsystems 7 erfasste Messdaten stehen in einer Auswerteeinrichtung 11 für eine Errechnung des Verlaufs einer ersten vertikalen Pfeilhöhe 12 der Gleislage unter Last zur Verfügung. Zudem sind der Auswerteeinrichtung 11 die Ergebnisse eines zweiten Messsystems 13 zugeführt. Dieses ist zur Bestimmung eines Verlaufs einer zweiten vertikalen Pfeilhöhe 14 vorgesehen.Measurement data acquired by the first measuring system 7 are available in an evaluation device 11 for calculating the course of a first vertical arrow height 12 of the track position under load. In addition, the results of a second measuring system 13 are fed to the evaluation device 11. This is provided for determining a course of a second vertical arrow height 14.
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AT519 575 B1 2018-08-15 österreichisches patentamt [0031] Als vertikale Pfeilhöhe 12, 14 ist bekanntermaßen der vertikale Abstand einer Gleislage bzw. eines Schienenverlaufs zu einer Bogensehne angegeben. Dabei kommt das sogenannteAT519 575 B1 2018-08-15 Austrian patent office [0031] As is known, the vertical arrow height 12, 14 is the vertical distance of a track position or a rail course to a bowstring. Here comes the so-called
Wandersehen-Messprinzip (Dreipunktmessung) zur Anwendung, wobei zur Errechnung der ersten vertikalen Pfeilhöhe 12 eine virtuelle Messsehne als Bezugsbasis herangezogen wird.Hiking vision measuring principle (three-point measurement) is used, a virtual measuring chord being used as a reference for calculating the first vertical arrow height 12.
[0032] Mit dem zweiten Messsystem 13 wird die Gleislage in Gleislängsrichtung gesehen an zwei äußeren Messstellen 15, 16 unter Last und an einer dazwischen liegenden mittleren Messstelle 17 ohne bzw. mit reduzierter Last gemessen. Die Messungen erfolgen bezüglich einer gemeinsamen Bezugsbasis entsprechend der Ermittlung der ersten vertikalen Pfeilhöhe 12.With the second measuring system 13, the track position in the longitudinal direction of the track is measured at two outer measuring points 15, 16 under load and at an intermediate measuring point 17 with or without a reduced load. The measurements are carried out with reference to a common reference base in accordance with the determination of the first vertical arrow height 12.
[0033] Das zweite Messsystem 13 umfasst beispielsweise einen am Maschinenrahmen 2 aufgehängten mittleren Messwagen 18, der zwischen den beiden Schienenfahrwerken 3 in einem unbelasteten Abschnitt des Gleises 5 angeordnet ist. Der mittlere Messwagen 18 weist ein geringes Gewicht auf, weshalb dieses unberücksichtigt bleiben kann. Es besteht auch die Möglichkeit, eine gewichtskompensierende Aufhängung des mittleren Messwagens 18 vorzusehen, die lediglich ein Abheben von den Schienen 4 verhindert.The second measuring system 13 comprises, for example, a middle measuring carriage 18 suspended from the machine frame 2, which is arranged between the two rail carriages 3 in an unloaded section of the track 5. The middle measuring carriage 18 has a low weight, which is why it can be disregarded. There is also the possibility of providing a weight-compensating suspension of the middle measuring carriage 18, which merely prevents it from being lifted off the rails 4.
[0034] An den beiden äußeren Messstellen 15, 16 ist das Gleis 5 mit einer annähernd gleich großen Last beaufschlagt. Erreicht wird dies durch eine gleichmäßige Gewichtsaufteilung des Maschinenrahmens 2 samt Wagenkasten 6 und diverser Einrichtungen auf die beiden Schienenfahrwerke 3. Dadurch ergibt sich für eine betrachtete Stelle des Gleises 5 eine charakteristische Einsenkung 19 unter Last, unabhängig davon, welches Schienenfahrwerk 3 die Last aufbringt.At the two outer measuring points 15, 16, the track 5 is subjected to an approximately equal load. This is achieved by evenly distributing the weight of the machine frame 2 together with the car body 6 and various devices on the two rail bogies 3. This results in a characteristic depression 19 under load for a considered point on the track 5, regardless of which rail bogie 3 applies the load.
[0035] Fig. 2 zeigt Diagramme mit unterschiedlichen vertikalen Gleislagen 20, 21, 22, wobei auf der x-Achse ein Fahrweg und auf der y-Achse eine vertikale Abweichung von einer vollkommen ebenen Gleislage dargestellt sind. Eine dünne durchgehende Linie entspricht einer unbelasteten Gleislage 20 und eine gestrichelte Linie entspricht einer Gleislage 21 unter Last. Eine dicke durchgehende Linie zeigt die tatsächliche Gleislage 22 während des Befahrens mit dem Gleismessfahrzeug 1. Zur besseren Veranschaulichung sind die Abweichungen gegenüber einer ebenen Gleislage stark überzeichnet.Fig. 2 shows diagrams with different vertical track layers 20, 21, 22, with a travel path on the x-axis and a vertical deviation from a completely flat track position on the y-axis. A thin solid line corresponds to an unloaded track layer 20 and a dashed line corresponds to a track layer 21 under load. A thick solid line shows the actual track position 22 while driving with the track measuring vehicle 1. For better illustration, the deviations from a flat track position are greatly exaggerated.
[0036] Im oberen Diagramm ist das Gleis 5 noch unbefahren, weshalb die unbelastete Gleislage 20 der tatsächlichen Gleislage 22 entspricht. Die drei Diagramme darunter zeigen eine zeitliche Abfolge beim Befahren des Gleises 5. Dabei sind die Belastungen des Gleises 5 durch die Schienenfahrwerke 3 mittels gleicher Punktlasten 23 dargestellt. Auch der Berechnung des Verlaufs der ersten Pfeilhöhe 12 mittels Auswerteeinrichtung 11 liegt diese Annahme zugrunde.In the upper diagram, the track 5 is still unused, which is why the unloaded track position 20 corresponds to the actual track position 22. The three diagrams below show a chronological sequence when the track 5 is driven on. The loads on the track 5 by the rail carriages 3 are shown by means of the same point loads 23. This assumption is also based on the calculation of the course of the first arrow height 12 by means of the evaluation device 11.
[0037] Die Figuren 3 bis 5 zeigen die geometrischen Zusammenhänge im Detail, wobei in den Figuren 3 und 4 drei Messwägen 18, 24, 25 als Komponenten des zweiten Messsystems 13 vorgesehen sind. Neben dem mittleren Messwagen 18 sind das zwei äußere Messwägen 24, 25, die in unmittelbarer Nähe zu den Schienenfahrwerken 3 und somit in belasteten Abschnitten des Gleises 5 angeordnet sind. Auch eine jeweilige Anordnung der äußeren Messwägen 24, 25 zwischen den Achsen eines als Drehgestell ausgebildeten Schienenfahrwerks 3 stellt eine sinnvolle Variante dar.FIGS. 3 to 5 show the geometric relationships in detail, three measuring carriages 18, 24, 25 being provided as components of the second measuring system 13 in FIGS. 3 and 4. In addition to the middle measuring carriage 18, there are two outer measuring carriages 24, 25 which are arranged in the immediate vicinity of the rail carriages 3 and thus in loaded sections of the track 5. A respective arrangement of the outer measuring carriages 24, 25 between the axes of a rail bogie 3 designed as a bogie also represents a sensible variant.
[0038] Zwischen den beiden äußeren Messwägen 24, 25 ist eine Messsehne 26 gespannt. Alternativ dazu kann der Maschinenrahmen 2 als gemeinsame Bezugsbasis dienen, wobei dieser entsprechend steif ausgeführt ist. Zudem sind Distanzmesseinrichtungen zur Erfassung der Abstände zwischen dem Maschinenrahmen 2 und den einzelnen Messwägen 18, 24, 25 erforderlich.A measuring chord 26 is stretched between the two outer measuring carriages 24, 25. Alternatively, the machine frame 2 can serve as a common reference base, which is designed to be correspondingly rigid. In addition, distance measuring devices for detecting the distances between the machine frame 2 and the individual measuring carriages 18, 24, 25 are required.
[0039] Im gezeigten Beispiel ist eine symmetrische Sehnenteilung gegeben. Der mittlere Messwagen 18 weist also einen gleich großen Abstand 27 zu den beiden äußeren MesswägenIn the example shown there is a symmetrical division of the tendons. The middle measuring carriage 18 is therefore at the same distance 27 from the two outer measuring carriages
24, 25 auf. Es ist aber ebenso eine asymmetrische Sehnenteilung möglich. Zu beachten ist eine ausreichende Distanz des mittleren Messwagens 18 zu den beiden äußeren Messwägen 24,24, 25 on. However, an asymmetrical division of the tendon is also possible. Ensure that there is a sufficient distance between the middle measuring carriage 18 and the two outer measuring carriages 24,
25, damit kein Einfluss der belasteten Gleisabschnitte auf den mittleren Messwagen 18 besteht.25, so that there is no influence of the loaded track sections on the middle measuring carriage 18.
4/94.9
AT519 575 B1 2018-08-15 österreichisches patentamt [0040] Während des Befahrens des Gleises 5 mit dem Gleismessfahrzeug 1 wird mittels dieses zweiten Messsystems 13 laufend die zweite vertikale Pfeilhöhe 14 gemessen. Konkret ist das die vertikale Abweichung des mittleren Messwagens 18 von der Messsehne 26 gegenüber einer Anordnung bei vollkommen ebener Gleislage. In einer einfachen Ausprägung erfolgt eine Pfeilhöhenmessung in Gleismitte. Es können jedoch auch die vertikalen Pfeilhöhen der jeweiligen Schiene 4 gemessen werden. Dann ist entweder über jeder Schiene 4 eine eigene Messsehne 26 gespannt oder jeder Messwagen 18, 24, 25 umfasst eine Überhöhungsmesseinrichtung (Neigungsmesser), um von einer Höhenlage in Gleismitte auf die Längshöhen der Schienen 4 zu schließen.AT519 575 B1 2018-08-15 Austrian Patent Office [0040] While the track 5 is being traveled by the track measuring vehicle 1, the second vertical arrow height 14 is continuously measured by means of this second measuring system 13. Specifically, this is the vertical deviation of the middle measuring carriage 18 from the measuring chord 26 compared to an arrangement with a completely flat track position. In a simple form, an arrow height measurement is carried out in the middle of the track. However, the vertical arrow heights of the respective rail 4 can also be measured. Then either a separate measuring chord 26 is stretched over each rail 4 or each measuring carriage 18, 24, 25 comprises an elevation measuring device (inclinometer) in order to infer the longitudinal heights of the rails 4 from a height in the middle of the track.
[0041] Mittels der Auswerteeinrichtung 11 erfolgt aus den abgespeicherten Gleislagedaten des ersten Messsystems 7 die Berechnung der ersten vertikalen Pfeilhöhe 12. Dabei wird eine virtuelle Bezugsbasis herangezogen, die korrespondierende Ergebnisse zum zweiten Messsystem 13 liefert. Beispielsweise ist das eine virtuelle Messsehne 28, welche die äußeren Messstellen 15, 16 verbindet und somit parallel zur Messsehne 26 des zweiten Messsystems 13 verläuft.[0041] The evaluation device 11 is used to calculate the first vertical arrow height 12 from the stored track position data of the first measuring system 7. A virtual reference basis is used which delivers corresponding results to the second measuring system 13. For example, this is a virtual measuring chord 28 which connects the outer measuring points 15, 16 and thus runs parallel to the measuring chord 26 of the second measuring system 13.
[0042] Damit ergibt sich die erste vertikale Pfeilhöhe 12 als errechneter vertikaler Abstand zwischen der virtuellen Messsehne 28 und dem Gleislagepunkt 29, der während der Messfahrt mittels des ersten Messsystems 7 an der mittleren Messstelle 17 erfasst wurde. Die Einsenkung 19 unter Last an der mittleren Messstelle 17 ergibt sich somit als Differenz der ersten und der zweiten vertikalen Pfeilhöhe 12, 14, wobei die Pfeilhöhen 12, 14 vorzeichenbehaftet sind.This results in the first vertical arrow height 12 as the calculated vertical distance between the virtual measuring chord 28 and the track position point 29, which was recorded during the measuring run by means of the first measuring system 7 at the middle measuring point 17. The depression 19 under load at the middle measuring point 17 thus results as the difference between the first and the second vertical arrow heights 12, 14, the arrow heights 12, 14 being signed.
[0043] In Fig. 3 ist eine Situation gezeigt, in der die virtuelle Messsehne 28 an der mittleren Messstelle 17 zwischen unbelastetem und belastetem Gleis 5 verläuft. Dann haben die beiden Pfeilhöhen 12, 14 unterschiedliche Vorzeichen und die Subtraktion führt zu einer Summierung der Betragswerte beider Pfeilhöhen 12, 14. Anders verhält es sich in Fig. 4, wo beide Pfeilhöhen 12, 14 eine nach oben gewölbte Gleislage anzeigen. Diese Situation entspricht dem Regelfall, weil üblicherweise die vertikalen Pfeilhöhen 12, 14 einer Gleisstrecke deutlich größer ausfallen als eine Einsenkung 19 unter Last.3 shows a situation in which the virtual measuring chord 28 runs at the middle measuring point 17 between unloaded and loaded track 5. Then the two arrow heights 12, 14 have different signs and the subtraction leads to a summation of the absolute values of both arrow heights 12, 14. The situation is different in FIG. 4, where both arrow heights 12, 14 indicate an upwardly curved track position. This situation corresponds to the normal case because the vertical arrow heights 12, 14 of a track section are usually significantly larger than a depression 19 under load.
[0044] Fig. 5 zeigt ein zweites Messsystem 13 ohne Messwägen 18, 24, 25. Dabei dient der Maschinenrahmen 2 als gemeinsame Bezugsbasis für die Dreipunktmessung. Über jeder der drei Messstellen 15, 16, 17 ist eine berührungslose Distanzmesseinrichtung 30 angeordnet. Damit wird an den drei Messstellen 15, 16, 17 eine jeweilige Distanz 31, 32, 33 zwischen einer Schienenoberkante und dem Maschinenrahmen 2 erfasst.5 shows a second measuring system 13 without measuring carriages 18, 24, 25. The machine frame 2 serves as a common reference basis for the three-point measurement. A contactless distance measuring device 30 is arranged above each of the three measuring points 15, 16, 17. A distance 31, 32, 33 between a top edge of the rail and the machine frame 2 is thus detected at the three measuring points 15, 16, 17.
[0045] In einer einfachen Ausprägung werden nur die Distanzen 31,32, 33 zu einer Schienen 4 ermittelt. Für eine Bestimmung einer Einsenkung 19 beider Schienen 4 bzw. in Gleismitte sind jedoch für beide Schienen 4 Distanzmessungen durchzuführen. Aus den erfassten Distanzen 31, 32, 33 lässt sich mittels der Auswerteeinrichtung 11 in einfacher Weise die zweite vertikale Pfeilhöhe 14 an der mittleren Messstelle 17 errechnen. Konkret wird die Differenz der mittleren Distanz 33 zu einem Mittelwert der beiden äußeren Distanzen 31, 32 ermittelt. Durch eine Filterung der Ausgabesignale der Distanzmesseinrichtungen 30 können zudem störende Schwingungen des Maschinenrahmens 2 eliminiert werden.In a simple form, only the distances 31, 32, 33 to a rail 4 are determined. To determine a depression 19 of both rails 4 or in the middle of the track, however, 4 distance measurements must be carried out for both rails. The second vertical arrow height 14 at the central measuring point 17 can be calculated in a simple manner from the detected distances 31, 32, 33 by means of the evaluation device 11. Specifically, the difference between the average distance 33 and an average of the two outer distances 31, 32 is determined. By filtering the output signals of the distance measuring devices 30, disruptive vibrations of the machine frame 2 can also be eliminated.
[0046] Die Berechnung der ersten vertikalen Pfeilhöhe 12 erfolgt wie zu Fig. 3 beschrieben aus den gespeicherten Messwerten des ersten Messsystems 7 bezüglich einer virtuellen Messsehne 28.The calculation of the first vertical arrow height 12 takes place, as described for FIG. 3, from the stored measurement values of the first measurement system 7 with respect to a virtual measurement chord 28.
[0047] Für die meisten Anwendungsfälle ist es vernachlässigbar, wenn zur Bestimmung der zweiten Pfeilhöhe 14 die beiden äußeren Messstellen 15, 16 nicht exakt an den Stellen mit der größten Einsenkung liegen. Das ist der Fall, wenn die äußeren Messwägen 24, 25 vor oder hinter den belasteten Schienenfahrwerken 3 angeordnet sind. Jedenfalls können Hohllagen des Gleises 5 sicher erfasst werden.For most applications, it is negligible if, in order to determine the second arrow height 14, the two outer measuring points 15, 16 are not exactly at the points with the greatest depression. This is the case if the outer measuring carriages 24, 25 are arranged in front of or behind the loaded rail bogies 3. In any case, hollow positions of the track 5 can be detected reliably.
[0048] Um in einer Weiterbildung der Erfindung dennoch die Einsenkung des Gleises 5 exakt bestimmen zu können, sind in einem Speicher der Auswerteeinrichtung 11 Berechnungskennzahlen des Gleises 5 (z.B. Bettungszahl bzw. Bettungsmodul) hinterlegt. Basierend auf derIn order to be able to precisely determine the depression of the track 5 in a further development of the invention, calculation parameters of the track 5 (e.g. bed number or bedding module) are stored in a memory of the evaluation device 11. Based on the
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Patentamt erfassten Nachgiebigkeit bzw. einer Biegelinie des Gleises 5 erfolgt dann mittels des bekanntenFlexibility or a bending line of the track 5 recorded by the patent office is then carried out by means of the known one
Verfahrens von Zimmermann eine Berechnung der maximalen Einsenkung unterhalb derZimmermann 's method of calculating the maximum depression below the
Schienenfahrwerke 3.Rail trolleys 3.
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